Ćwiczenie 10. Strojenie instancji bazy danych

Transkrypt

1 Ćwiczenie 10. Strojenie instancji bazy danych 1. Uruchomienie i skonfigurowanie środowiska do ćwiczeń Zadaniem niniejszych ćwiczeń jest przedstawienie podstawowych zagadnień dotyczących strojenia instancji bazy danych Oracle. Pierwsze ćwiczenia przygotowują środowisko. 1. Uruchom środowisko wirtualizacji kliknij na umieszczoną na pulpicie komputera-gospodarza ikonę Oracle VM VirtualBox. 2. Spróbuj uruchomić maszynę wirtualną. W tym celu zaznacz w lewym panelu środowiska pozycję pureasbd i naciśnij umieszczony na pasku narzędzi przycisk Uruchom (możesz również wybrać pozycję Uruchom z menu kontekstowego, dostępnego po kliknięciu prawym klawiszem myszy na pozycji pureasbd). 3. Po pomyślnym uruchomieniu maszyny wirtualnej powinien zostać wyświetlony ekran logowania (jeśli ekran maszyny wirtualnej nie zajmuje całego ekranu komputera-gospodarza, użyj odpowiedniego skrótu klawiszowego, aby to zmienić). 4. Zaloguj się do systemu operacyjnego maszyny wirtualnej jako użytkownik oracle z hasłem oracle. Podaj powyższe informacje i naciśnij przycisk OK.

2 5. Uruchom terminal. Można to wykonać przez kliknięcie prawym klawiszem myszki na pulpit i wybranie z menu kontekstowego pozycji Otwórz terminal. 6. Pobierz archiwum zawierające pliki aplikacji obciążającej instancję bazy danych. wget 7. Rozkompresuj pobrane archiwum. unzip wrk 8. Zmień katalog bieżący, na ten, w którym znajdują się pliki aplikacji. cd wrk 9. Ustaw atrybut x dla pliku go, umożliwi to uruchomienie znajdującego się w nim skryptu. chmod +x go 10. Uruchom program sqlplus logując się jako użytkownik sys w roli sysdba używając hasła oracle. sqlplus sys/oracle as sysdba 11. W ramach kolejnych ćwiczeń będą przetwarzane duże wolumeny danych, aby oszczędzić przestrzeń dyskową wyłączymy generowanie plików retrospekcji oraz archiwizowanych plików dziennika powtórzeń. W tym celu w narzędziu sqlplus: a) wystartuj instancję bazy danych w trybie mount startup mount; b) wyłącz generowanie plików retrospekcji alter database flashback off; c) wyłącz tryb archiwizacji plików dziennika powtórzeń alter database noarchivelog; d) otwórz bazę danych alter database open; 12. Teraz zainstalujemy potrzebne obiekty bazy danych, na których będzie operować aplikacja obciążająca instancję bazy danych. W tym celu uruchom skrypt setup.sql. Pierwsze dwa polecenia mogą zakończyć się niepowodzeniem, gdyż próbują usunąć obiekty, które jeszcze nie zostały

3 13. Opuść sqlplusa poleceniem exit. exit 14. Do strojenia instancji bazy danych będziemy wykorzystywać narzędzie Oracle Enterprise Manager. W tym celu najpierw uruchom proces nasłuchu, a następnie Oracle Enterprise Manager. lsnrctl start emctl start dbconsole

4 2. Zebranie migawki wydajności instancji bazy danych Celem ćwiczenia jest zebranie migawki wydajności instancji bazy danych. Zawiera on informacje wydajnościowe operacji wykonanych od momentu wystartowania bazy danych. Migawka ta będzie punktem odniesienia umożliwiającym ocenę wydajności instancji bazy danych obciążonej aplikacją. 1. Uruchom przeglądarkę i zaloguj się do Oracle Enterprise Manager pod adresem: 2. Sprawdź, czy masz wystarczająca ilość miejsca w przestrzeni tabel UNDO. W tym celu na zakładce Server uruchom odnośnik Automatic Undo Management. Jeśli wskazana przestrzeń tabel UNDO jest inna niż domyślna (UNDOTBS1) tą sytuację przedstawia powyższy rysunek zmień ją na domyślną, naciskając przycisk Change Tablespace, na kolejnym ekranie zaznacz przestrzeń UNDOTBS1 i zatwierdź wybór. Po zmianie parametry UNDO powinny wyglądać jak na poniższym rysunku. Zwróć uwagę, aby plik przestrzeni UNDO miał cechę automatycznego zwiększania rozmiaru!

5 3. Na zakładce Server w sekcji Statistics Management wybierz odnośnik Automatic Workload Reposiotory. 4. Na stronie Automatic Worload Repository zauważ, że okres automatycznego zbierania migawek wynosi 600min. Wartość tę ustawił skrypt setup.sql, domyślna wartość 60 min mogłaby spowodować uruchomienie zebrania migawki podczas działania aplikacji obciążającej, co mogłoby zafałszować wyniki pomiarów. Następnie wybierz odnośnik wskazujący liczbę zebranych już migawek. 5. Na stronie Snapshots znajduje się lista automatycznie zebranych wcześniej migawkę. Zbierz ręcznie migawkę wybierając przycisk Create.

6 6. Potwierdź zlecenie wykonania migawki wybierając przycisk Yes. 7. Poczekaj cierpliwie na zakończenie utworzenia migawki. 8. Po potwierdzeniu wykonania migawki wybierz zakładkę Database.

7 3. Monitorowanie wydajności instancji bazy danych Celem ćwiczenia jest obserwacja obciążonej instancji bazy danych 1. W narzędziu Oracle Enterprise Manager wybierz zakładkę Performance. Poczekaj na załadowanie wykresów. Pierwszy wykres prezentuje liczbę procesów wykorzystujących procesor (CPU) lub oczekujących na dostęp do niego (Load Average). Drugi wykres prezentuje liczbę aktywnych sesji, czyli takich sesji bazy danych, które zleciły instancji bazy danych jakąś operację do wykonania. Typy tych operacji są zaznaczone na wykresie różnymi kolorami. 2. W oknie terminala za pomocą skryptu go uruchom aplikację obciążającą instancję bazy danych../go 3. Upewnij się, że w polu czas trwania obciążenia (min) uruchomionej aplikacji jest ustawiona wartość 5, oznacza to, że aplikacja będzie działała przez 5 min. W polu współczynnik skali wprowadź wartość 2. Jest to liczba grup wątków równocześnie obciążających bazę danych, w jednej grupie są 3 wątki. Dla maszyn z większą niż 1 liczbą rdzeni można ustawić wartość 3. Następnie wybierz przycisk GO. Po zakończeniu działania wątków obciążenia w polu trans# zostanie wyświetlona liczba przetworzonych w zadanym czasie (5min) transakcji. Im wydajniej działa system tym liczba transakcji będzie większa.

8 4. W narzędziu Oracle Enterprise Manager na zakładce Performance obserwuj zmiany na wykresach. Na pierwszym wykresie zwróć uwagę na duży wzrost liczby procesów gotowych do wykonania, czyli wykorzystujących procesor lub znajdujących się w kolejce do procesora. Na drugim wykresie możesz zaobserwować, że instancja bazy danych w całości wykorzystuje dostępną moc rdzeni procesora (CPU). Ponadto, sesje użytkowników głównie oczekują na dostęp do procesora (CPU Wait) oraz zasoby alokowane przez konkurujące ze sobą wątki aplikacji (Application). 5. Zanotuj liczbę transakcji wykonanych przez aplikację obciążeniową.

9 4. Diagnostyka problemów wydajnościowych instancji bazy danych Celem ćwiczenia jest zdiagnozowanie problemów wydajnościowych instancji bazy danych za pomocą Automatic Database Diagnostic Monitor (ADDM). 1. Skorzystamy z narzędzia Automatic Database Diagnostic Monitor (ADDM), aby znaleźć ewentualne problemy wydajnościowe instancji bazy danych. W tym celu na zakładce Perfomance wybierz przycisk Run ADDM Now. 2. Zauważ, że zostanie zebrana nowa migawka i na podstawie nowej migawki oraz uprzednio ręcznie przez Ciebie wygenerowanej ADDM dokona diagnostyki wydajności instancji. W celu potwierdzenia uruchomienia ADDM wybierz przycisk Yes. 3. Cierpliwie poczekaj na zakończenie pracy ADDM. 4. Na stronie ADDM zostały zaprezentowane wyniki diagnostyki wcześniej uruchomionego narzędzia. Zwróć uwagę na trzy podstawowe problemy wydajnościowe znalezione przez ADDM: Czołowe instrukcje SQL, Twarda analiza składniowa, Oczekiwania na blokadę wierszy. Przeanalizujmy teraz kolejno te problemy. Wybierz odnośnik Czołowe instrukcje SQL.

10 5. Strona Czołowe instrukcje SQL prezentuje najbardziej obciążające instancję bazy danych polecenia SQL. Na pierwszym miejscu znajduje się polecenie insert. Zwróć uwagę na informację, że aż 71% czasu bazy danych jest poświęcone na dostęp do transakcyjnej blokady założonej na poziomie wiersza. Jest to zastanawiające, bo na pewno nie jest to blokada założona na wierszu wstawianym przez polecenie insert, gdyż nie jest on współdzielony z innymi transakcjami, ponieważ inne współbieżne transakcje nie widzą niezatwierdzonych zmian wprowadzonych przez transakcję wstawiającą nowe wiersze. Niestety w tym miejscu ADDM nie informuje o obiekcie, który jest przedmiotem blokowania. Mamy nadzieję, że ten problem zostanie w całości zidentyfikowany w innym miejscu. 6. Rozwiń kolejne czołowe polecenia SQL wybierając odnośnik Show. Kolejne 2 polecenia są generowane przez Enterprise Manager, więc nie będziemy się nimi zajmować.

11 7. Kolejne czołowe polecenie SQL to polecenie update. Zwróć uwagę, że dla tego polecenia można uruchomić dodatkowe narzędzie doradcze SQL Tuning Advisor (STA), w tym celu wybierz przycisk Run Advisor Now. 8. Poczekaj cierpliwie na zakończenie działania STA. 9. Na stronie z rekomendacjami STA znajduje się również zalecenie utworzenia nowego indeksu. Zysk z wykorzystania tego indeksu ma wynosić ponad 96%. Porównaj plany wykonania polecenia update bez indeksu i z indeksem. W tym celu wybierz ikonkę z okularami w kolumnie Compare Explain Plans.

12 10. Na stronie porównania planów możesz ocenić w kolumnie Cost różnicę w koszcie planów bez indeksu i z indeksem. 11. Wróć do poprzedniej strony za pomocą odpowiedniego przycisku przeglądarki. Zysk z wykorzystania indeksu wydaje się na tyle atrakcyjny, że zaimplementujemy to rozwiązanie, w tym celu w terminalu uruchom narzędzie sqlplus logując się jako użytkownik ploug z hasłem ploug. sqlplus ploug/ploug 12. W narzędziu sqlplus wydaj polecenie: create unique index ins_id_idx on ins(id); 13. Wrócimy teraz do strony zawierającej wyniki analizy ADDM. W tym celu w nawigacji okruszkowej, wybierz odnośnik Advisor Central.

13 14. Następnie wybierz odnośnik związany z ostatnim uruchomieniem ADDM. 15. Teraz przeanalizujemy kolejny problem wydajnościowy znaleziony przez ADDM: Twarda analiza składniowa. Wybierz odpowiedni odnośnik.

14 16. Jako powód wykonywania twardego parsowania ADDM wskazuje użycie literałów w poleceniach SQL. Przejrzyj teksty tych poleceń wybierając odnośniki oznaczające ich identyfikatory. Do aktualnej strony powracaj za pomocą przycisku przeglądarki. 17. Możemy zauważyć, że teksty poleceń niczym się nie różnią oprócz literału (stałej) w klauzuli where. Aplikacja zamiast literałów powinna używać zmiennych wiązania (parametrów). Tekst tych poleceń powinien wyglądać następująco: select * from ins where id= :zmienna. Użycie poleceń z literałami powoduje: niepotrzebne parsowania, rywalizację w dostępie do bufora bibliotecznego i w ostateczności przepełnienie bufora bibliotecznego. Najlepszym rozwiązaniem jest przekonstruowania aplikacji w taki sposób, aby polecenia SQL używały zmiennych wiązania. Niestety nie mamy takiej możliwości. W takiej sytuacji można skorzystać z rozwiązania łagodzącego skutki użycia literałów polegającego na ustawieniu parametru CURSOR_SHARING na wartość force. Ustawienie tego parametru spowoduje automatyczną zamianę przez proces serwera wszystkich literałów na zmienne wiązania. Jednakże w efekcie będziemy obserwować dużą liczbę miękkich parsowań. 18. W celu ustawienia parametru CURSOR_SHARING wybierz przycisk Implement.

15 19. Potwierdź ustawienie parametru wybierając przycisk OK. 20. Skorzystaj z historii w przeglądarce, aby powrócić do strony zawierającej wyniki analizy ADDM. 21. Teraz przeanalizujemy kolejny problem wydajnościowy znaleziony przez ADDM: Oczekiwania na blokadę wierszy. Wybierz odpowiedni odnośnik.

16 22. Na stronie Oczekiwania na blokadę wierszy wyjaśnia się przyczyna blokowania operacji insert, które zaobserwowaliśmy punkcie 5. Tą przyczyną jest indeks INS_STATUS. Wybierz odnośnik PLOUG.INS_STATUS, aby uzyskać informacje o tym indeksie. 23. Indeks INS_STATUS jest indeksem bitmapowym zdefiniowanym na atrybucie STATUS relacji INS. Indeksy bitmapowe mają niską współbieżność operacji modyfikacji, stąd blokowanie operacji insert do relacji INS. Takie indeksy nie powinny być zakładane na relacjach, które są przedmiotem intensywnego przetwarzania transakcyjnego. 24. Teraz usuniemy indeks, który jest powodem blokowania operacji insert. W narzędziu sqlplus wydaj polecenie: drop index ins_status; 25. Skorzystaj z historii w przeglądarce, aby powrócić do strony zawierającej wyniki analizy ADDM.

17 26. Pozostałe problemy wykryte przez ADDM nie mają tak dużego wpływu na wydajność systemu jak te, które już usunęliśmy (patrz kolumna Impact), więc nie będziemy się nimi teraz zajmować.

18 5. Sprawdzenie efektów strojenia instancji bazy danych Celem ćwiczenia jest sprawdzenie rozwiązań problemów wydajnościowych, które wdrożyliśmy w poprzednim ćwiczeniu. 1. W narzędziu Oracle Enterprise Manager wybierz zakładkę Database i następnie zakładkę Performance. Poczekaj na załadowanie wykresów. 2. W aplikacji obciążeniowej wybierz przycisk Wyczyść środowisko, a następnie przycisk GO. 3. Obserwuj wykresy, aż do zakończenia działania wątków aplikacji obciążeniowej. 4. Zanotuj liczbę transakcji wykonanych przez aplikację obciążeniową. Liczba ta powinna wzrosnąć o kilkadziesiąt procent w porównaniu do wcześniejszego uruchomienia. 5. Jeżeli jest jeszcze czas, możesz samodzielnie znaleźć i rozwiązać pozostałe problemy wydajnościowe. W tym celu wybierz przycisk Run ADDM Now i powtórz analizę wyników działania narzędzia ADDM analogicznie jak ćwiczeniu 4.